MX2010007688A - Inversor de alto voltaje. - Google Patents

Abstract

Se revela un inversor de alto voltaje para convertir energía de CD a energía de CA con una o más fases de salida de CA. El inversor tiene, para cada fase de salida de CA, un circuito de fase de entrada de CA que comprende primeros y segundos tubos de electrones controlables de emisión de campo de cátodo frío de estructura de triodo, tetrodo o pentodo. Cada tubo de electrones tiene un primer nodo de entrada para conexión a un potencial de CD de alto voltaje en exceso de 200 KV y un segundo nodo de entrada para conexión a tierra. El primer tubo de electrones es conectado en serie entre un primer extremo de un devanado primario y tierra y el segundo tubo de electrones es conectado en serie entre un segundo extremo del devanado primario y tierra. Circuitos de control controlan los tubos de electrones, de tal manera que los primeros y segundos tubos de electrones conducen alternativamente para traer alternativamente el primer extremo y luego el segundo extremo del devanado primario aproximadamente al potencial de tierra.

Description

INVERSOR DE ALTO VOLTAJE CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente con inversores que incluyen la función de convertir energía de CD a energía jde CA y más en particular con inversores de alto voltaje en donjde los voltajes de CD de entrada exceden de 20 KV. ! I I I ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN ¡ Las tecnologías de inversor de . arte previo pa¡ra convertir CD a voltajes que exceden de 20 KV a energía de CA incluyen tubos de vapor de mercurio y dispositivos de estado sólido. Ambas tecnologías tienen deficiencias que ser'ía deseable evitar.

Los tubos de vapor de mercurio tienen la deficiencia de ser amb'ientalmente peligrosos si el vapor de mercurio de los túbos escapa al medio ambiente. Los dispositivos de estado ¡ sólido tienen la deficiencia de comprender bancos grandes ¡de muchos dispositivos de estado sólido conectados en paralelo, i tales como tiristores (por ejemplo, rectificadores silicio-controlados) . Aparte del factor del costo y complicaciones de requerir muchos dispositivos conectados en paralelo, la conflabilidad es reducida debido a que la probabilidad de que uno de muchos dispositivos componentes que falla excede extensamente la probabilidad de un solo dispositivo- que falía-suponiendo que .la proporción de falla por dispositivo es I la misma. j Sería deseable proveer un inversor de alto voltajje que incluye la función de convertir de energía de CD a energía de CA que puede tener un bajo número de partes, que exhiba alta conflabilidad y no sea ambientalmente peligroso. J I i j BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS I En las figuras, en las cuales los números 'de referencia semejantes se refieren a partes semejantes: La Figura 1 es un diagrama esquemático de un inversor de alto voltaje para convertir energía de CD a energía de CA ¡de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención; La Figura 2 es una vista en perspectiva simplificada de un tubo de electrones controlable de emisión de campo ,de cátodo frío de estructura de triodo que puede ser usado en ¡la I presente invención. ' La Figura 3A es un diagrama esquemático, parcialmente en forma de bloques, de un inversor de tres fases con monitoreo i de fases y equilibrio de energía de acuerdo con un aspecto 'de ! la presente invención; I I La Figura 3B es un diagrama esquemático, parcialmente en forma de bloques, de una red de distribución de energía i eléctrica; j La Figura 4 es un diagrama esquemático de la fase ! de inversor 86 del inversor de la Figura 3A; ¡ La Figura 5 es un diagrama esquemático de un circuito de ajuste de corriente de la fase de inversor mostrado en la Figura 4; ¡' I La Figura 6 es un diagrama esquemático de un inversor de alto voltaje y un rectificador del CA a CD para proveer una salida del CD de alto voltaje y ' | La Figura 7 es un diagrama esquemático, parcialmente I en forma de bloque, del inversor de alto voltaje y rectificador i de CA a CD de la Figura 6 cuando es conectado a una red ¡de distribución de energía eléctrica. ¡ I ¡ BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION i La presente invención provee, en una forma preferida, un inversor de alto voltaje para convertir energía de CD a energía, de CA con una o más fases de salida de CA. El inversor tiene para cada fase de salida de CA un circuito de fase !de entrada de CA que comprende primeros y segundos tubos jde I electrones controlabes de emisión de campo de cátodo frío, 'de I estructura de triodo, tetrodo o pentodo. Cada tubo 'de electrones tiene un primer nodo de entrada para conexión a jun potencial de CD de alto voltaje en exceso de 20KV y un segundo, nodo de entrada para conexión a tierra. Un devanado ¡de transformador primario tiene un primer extremo, un segundo extremo y una derivación central. El primer tubo de electrones í es conectado en serie entre el primer extremo del devanado primario y tierra y el segundo tubo de electrones es conectado en serie entre el segundo extremo del devanado primario | y tierra. Circuitos de control controlan los tubos de electrones de tal manera que los primeros y segundos tubos de electrones conducen alternativamente para traer alternativamente al primer extremo del devanado primario aproximadamente al potencial de tierra y traer el segundo extremo del devanado primario aproximadamente al potencial de tierra.

Modalidades preferidas del inversor anterior incluyan la función de convertir energía de CD a energía de CA, en' donjde se tiene un bajo número de partes, exhibe alta conflabilidad no es ambientalmente peligroso.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 muestra un inversor de alto volt» e preferido 10 para convertir corriente de CD de alto voltaje a corriente de CA. La salida del inversor 10 prosee preferiblemente un voltaje en. exceso de 10KV y con' u'na frecuencia de CA en el intervalo de aproximadamente 50 a 4] 00 ciclos por segundo. La fase de CA de entrada 20 convierte la CA de alto voltaje a CD que es suministrada entre el nodo de entrada 26 y tierra 28.

La siguiente descripción cubre las áreas de (1) fa|se de entrada de CA del inversor de alto voltaje de la presenjte invención, (2) un · inversor de alto voltaje que incorpo'ra sincronización de fase y monitoreo de fase y equilibrio de fases de una red de distribución de energía eléctrica y (3) un inversor de CD a CD de alto voltaje. 1. Fase de entrada de CA La fase de AC de entrada 20 de la Figura .1 incluye tubos de electrones controlables de emisión de campo de cátodo frío 30 y 32 de estructura de triodo. Alternativamente, tales tubos de electrones podrían ser reemplazados con tubos jde estructura de tetrodo o pentodo con ajustes apropiados a ljos circuitos, como sería obvio para la persona de habilidjad ordinaria en el arte. La Figura 2 muestra un tubo de electrorfes controlable de emisión de campo de cátodo frío preferido 38 |de estructura de triodo. En la Figura 2, el tubo 38 que incluye |un cátodo cilindrico 40 rodeado por una red cilindrica 42, que su vez es circundada por un ánodo cilindrico 44. El cátodo 4'0, red 42 y ánodo 44 son dispuestos asimétricamente entre sí a |lo largo de sus ejes cilindricos centrales. Detalles adicionales del tubo 38 se pueden encontrar en la Patente Estadounidense 4, 950, 962 expedida el 21 de Agosto de 1990 e intitulada "Hijgh Voltage Switch Tube" . Toda la revelación de la patente anterior es incorporada a la presente por referencia. Las constantes de tiempo del circuito revelado en la patente anterior son ajustadas para proveer una velocidad de conmutación que es suficientemente alta para permitir el uso eficiente del transformador acoplado a la salida del inversor 10 de la Figura 1.

El inversor de alto voltaje 10 de la Figura 1 utiliza I preferiblemente el tubo de electrones controlable de emisión de campo de cátodo frío anterior 38 de la Figura 2 y de la Patente anterior 4,950,962. Esto es debido a la combinación de cualidades del tubo de electrón 38 de capacidad de alto voltaje, capacidad de alta corriente y alta disipación térmica. Para aplicaciones de estación de generación de energía y aplicaciones de línea de transmisión del inversor de alto voltaje 10, es tanto posible como práctico integrar tubos de electrones como el tubo de electrones 38 que operará continuamente, a voltajes en exceso de 20 KV de CD (por ejemplo, 1 millón de voltios de corriente directa) . En aplicaciones de transmisión de energía, las corrientes continuas típicas están en el intervalo de Kiloamperes. Si el inversor 10 de la Figura 1 es usado como estación de generación de energía, otros tubos ! de electrones controlabes de emisión de campo de cátodo frío pueden ser usados en el inversor 10 de la Figura 1 en tanto que estén diseñados para operar continuamente en el medio ambiente demandante de una estación de generación de energía.

Suponiendo una corriente continua de 10 KiloAmperes (aproximadamente 5 veces la línea de transmisión de HV de CD contemporánea más grande) y suponiendo el uso del tubo de electrones 38 de la Figura 2 en la Patente Estadounide†se i I I I mencionada anteriormente 4,950,962, los espaciamientos entre jel cátodo 40, red 42 y ánodo 44 cumplirían con ciertjos requerimientos geométricos. Comúnmente, por ejemplo, la proporción de espaciamiento del ánodo 44 a la red 42 al espaciamiento de la red 42 al cátodo 40 puede ser :de aproximadamente 10 a 1. La selección de tales espaciamientios seria obvio para las personas de habilidad ordinaria en el arjte en base a la presente revelación. El ánodo 44 puede ser formado como la superficie interior de un encamisado enfriado Jor líquido para el control térmico. El cátodo 40 y red 42 pueden también ser enfriados si se requiere. Como un ejemplo extremo, un inversor con una capacidad de 5 GigaWatts, que es mucho más alto que cualquier aplicación real, exhibe la combinación !de ¡ capacidad de manejo de energía sustancial contra un tamaño compacto. Esta es una fracción del tamaño de los dispositivos de la tecnología existente, que son más comúnmente tristores y tubos dé -vapor de mercurio.

En la Figura 1, el voltaje de entrada del CD aparece entre el nodo 26 y tierra 28 exceden de 20 KV., La fase de entrada de CA 20 incluye los tubos de electrones 30 y 32 como se describe anteriormente, con sus ánodos 30a y 32a conectados a tierra 28. El cátodo 30b del tubo de electrones 30 jes conectado - a un primer extremo de un devanado primario del transformador 48, mostrado como el extremo superior del devanado. El cátodo 32b del tubo de electrones 32 es conectado similarmente a un segundo extremo del devanado primario del transformador 48,. mostrado como el extremo inferior del devanado. Las, redes 30c y 32c de los tubos de electrones 30 y 32 son conectadas a circuitos de sincronización, en los que se incluyen, para la red 30c, el resistor 50 y el capacitor 52¡ y ? para la red 32c, el resistor 54 y el capacitor 56. Un extremo de los resistores 50 y 54 es conectado a una derivación centr'al ! 48a del devanado primario 48. Adicionalmente, un resistor 58; y ¡ . diodo p-n 60 están asociadas con el tubo de electrones 30 ¡ y i sirven para una función de bloqueo de voltaje inverso.

Similarmente, un resistor 62 y un diodo p-n 64 están asociados I con el tubo de electrones 32 y sirven como una función del bloqueo de voltaje inverso. Como es conocido, un diodo de p-n puede ser reemplazado con otros tipos de válvulas de corriente unidireccional. ' j Una consideración de diseño importante para' jun i inversor de alto voltaje de acuerdo con la presente invención i es el diseño del transformador 19 (Fig. 1). A diferencia de los circuitos de inversor convencionales, el transformador 19 puede ser probablemente un transformador de etapa descendente ¡ o I posiblemente un transformador de 1:1 integrado o construido para operación a altos voltajes. \ i También hay topologías de inversor que no requieren transformadores. La eliminación del transformador es deseable para reducir el costo y hacer expedita la manufactura de ¡ un inversor pero, desde una perspectiva de seguridad, la presencia de un transformador para aislamiento no es solamente deseable, sino frecuentemente es demandante. La decisión de cuál i topología usar se haría por una compañía de distribución de energía y cualquier técnico para la compañía de energía. 1. Inversor con Sincronización de fase y. opcionalmente, i Monitoreo de fase y Equilibrio de energía de una Red de ! distribución de energía eléctrica i En contraste con la fase individual 20 del inversor de alto voltaje 10 de la Figura 1, un inversor alternativo puede tener múltiples fases, tal como en el inversor 60 de |la Figura 3A que incluye las tres fases 86, 88 y 90. Inversores alternativos de acuerdo con la presente invención pueden tener. i otros números de fases de salida de CA, tales como seis o doce fases de salida de CA, por ejemplo. Circuitos de control 'de ! i fase apropiados son descritos a continuación para asegurar jla I sincronización requerida de varias fases a una red |de distribución de energía eléctrica y la separación del ángulo !de I · I I fases entre las fases cuando no están conectados a tal red. j Opcionalmente, un inversor de alto voltaje de multifases de la presente invención puede incorporar I benéficamente monitoreo de fases, y equilibrio de fases en una red de distribución de energía eléctrica en la cual está conectado, en donde el equilibrio de energía ocurre de manéra casi instantánea (por ejemplo, en microsegundos ) .

La Figura 3A muestra tal inversor 70, como ahora se describe, se obtiene la sincronización a una red de distribución de energía eléctrica y opcionalmente equilibrio de energía sobre tal red. El inversor 70 incluye un transformador I de salida 71 con devanados conectados en W71a. Devanadós conectados en Delta podrían ser usados en lugar de esto. j Con el fin de generar una salida de CA de 3 fases a partir de una sola fuente de HVCD entrante como en el inversor 10 de la Figura 1, es necesario generar 3 señales de reloj (no mostrada) que están 120° fuera de fase entre sí. Estas señalas deben ser sincronizadas en fase a la red de distribución ¡de energía eléctrica anexada a la salida. Tal red de distribucijón de energía eléctrica es mostrada en la Fig. 3A como el bloque 72 y como se detalla adicionalmente en la Fig. 3B. La Fig. 3B muestra una pluralidad de unidades de generación de energía 72a, una pluralidad de subestaciones 72b y una pluralidad de I usuarios 72c. El inversor de alto voltaje presente 70 de jla Figura 3A podría implementar una o más de las unidades |de i generación de energía 72a. Las subestaciones 72b dirigen |la j energía eléctrica a los usuarios 72c vía líneas de distribución 72d, solamente algunas de las cuales son numeradas.

Para llevar a cabo la sincronización de fases a | la red de energía eléctrica, los transductores de fase 74, 76 y178 monitorean continuamente la carga y ángulo de fase de cada fase anexada a la red de distribución de energía eléctrica 72. Por ejemplo, los monitores de corriente pueden proveer señales le control que son proporcionales al equilibrio de energía de la red de distribución. El circuito de monitoreo 80 produce un conjunto de tres señales correspondientes a las condiciones instantáneas de las fases de la red de distribución de energía eléctrica 72. Estas señales son alimentadas a una computadora huésped 82, en donde son digitalizadas y alimentadas a memorias temporales separadas (no mostradas) para uso subsecuente. j La computadora huésped 82 tiene un circuito jde interfase de salida- 84 que contiene componentes para varijos circuitos de control que serán descritos posteriormente en jla presente y ajusta o establece el ángulo de fase para cada una de las fases del inversor 86, 88 y 90. Como se discJte posteriormente en la presente, el circuito de interfase de salida 84 puede opcionalmente controlar la cantidad de energjía que se permite que pase a través del inversor respectivo pajra i cada fase. I I i Si el inversor 70 de la Fig. 3A no está conectado| a una red de distribución de energía eléctrica, la computadora huésped 82 provocará que el circuito de interfase de salida 84 transmita señales a las fases del inversor 86, 88 y 90 para ajustar el ángulo de fase de cada- uno 120° aparte entre sí. |E1 circuito 84 transmite tales señales ' a las fases del inversor vía líneas de control 86a, 86b, 88a, 88b y 90a, 90b.

Por otra parte, si el inversor 70 de la Fig. 3A es conectado a la red de distribución de energía eléctrica 72, el modo predeterminado de la computadora huésped 82 es provocar que el circuito de interfase de salida 84 transmita señales las fases del inversor 86, 88 y 90 para sincronizar las fases del inversor 86, 88 y' 90 a las fases de la red 72. j De acuerdo con un aspecto es deseable que los circuitos de distribuir rápidamente la energía entrante a través de las tres fases en respuesta a cambios en la carga de fases de la red. Esto puede ser de enorme beneficio para el mantenimiento de la red de distribución de energía eléctrica y protección del equipo en la red.

Los cambios rápidos a distribución de energía a lias fases de salida de CA pueden ser efectuados por el inversor 70 (Fig. 3A) . La computadora huésped 82 tiene un circuito jde interfase de salida 84 que contiene componentes para vari!os controles, a ser descritos posteriormente en la presente, que i controlan la cantidad de energía que se permite que pasej a i través del inversor - respectivo para cada fase. Como se menciona anteriormente, los transductores de fase 74, 76 y 78 monitorean continuamente la carga y ángulo de fase de cada fase anexada a la red de distribución de energía eléctrica 72 y pueden ásí determinar las diferencias en cargas de fase entre cada una de las tres fases en la red de distribución' de energía eléctrica;. el circuito de inferíase de salida 84 envíe señales idénticas, I separadas por 120° en fase, a cada una de las tres etapas <de salida. 3. Si los valores de la memoria temporal o memorjia intermedia de entrada no son iguales, entonces enviar una cantidad incrementada de energía a la memoria (s) temporal con bajos valores hasta que las tres memorias temporales tienen valores iguales .

El algoritmo anterior puede ser implementado ¡en cualquiera de un número de lenguajes de programación. jLa elección del lenguaje es determinada por la selección de. jla I computadora huésped y los elementos de programación operativos. También es posible implementar este algoritmo en elementlos fijos como un conjunto ' de circuitos de control de retroalimentación evasivos análogos convencionales. Hay muchas tipologías apropiadas para tales elementos fijos que se án obvios para las personas de habilidad ordinaria en el arte ¡en base a la presente revelación. Es más fácil implementar este sistema con una computadora digital, pero es más confiable impelementarlo con un diseño de elementos fijos.

La Fig. 4 muestra un circuito que puede implementar la fase de inversor 86 del inversor 70 de la Fig. 3A. En la Fig. 4, un circuito de modulación 94 recibe una señal de control en el nodo 86a del circuito de inferíase de salida 84 de la Fig. 3A. Similarmente, un circuito de modulación 96 recibe una señal de control en el nodo 86b del circuito de inferíase de salida 84 de la Fig. 3A. Los circuitos jde modulación 94 y 96 son preferiblemente simétricos entre por consiguiente una descripción de solamente el circuito provista en la presente.

El circuito de modulación 94 es conectado a los nodos i 98 y 100. La Fig. 5 muestra el circuito de modulación 94 de la Fig. 4, pero con los nodos 98 y 100 orientados en una dirección horizontalmente opuesta de aquélla mostrada en la Fig. 4. Es¡to es asi de tal manera que el comportamiento del circuito 94 en la Fig. 5 puede ser analizado de izquierda a derecha, por I conveniencia.

¦El circuito de modulación 94 de la Fig. 5 es un tanto análogo al regulador de corriente de FET clásico (Transistor ¡de Efecto de Campo) encontrado en - los suministros de energía fuentes de alimentación de bajo voltaje. El problema tratado por la modulación 94 es que no hay ningún dispositivo de estado i sólido o dispositivo de tubo al vacio convencional que sean í capaces de operar en los regímenes de voltaje o corriente contemplados para este diseño. Así, el dispositivo de i-conmutación 102 es preferiblemente un tubo de electrones controlable de emisión de campo de cátodo frío de estructura de j triodo, tetrodo o pentodo. El dispositivo de conmutación 102 puede tener la estructura geométrica mostrada en la Fig. 21 y como se describe adicionalmente en la Patente Estadounidense mencionada anteriormente 4,950,962. Alternativamente, l dispositivo de conmutación 102 puede comprender un dispositivo de semiconductor de alto voltaje tal como un tiristor. El i dispositivo de control 112 puede ser implementado de la misma manera como el dispositivo de conmutación 102 para reducir jla diversidad de partes requeridas o podría ser implementado c n i un dispositivo con requerimientos de voltaje y corriente relativamente menores.

En el circuito de modulación 94 de la Fig. 5, ¡la siguiente descripción de operación asume una fuente de voltaje positiva en el nodo de entrada 26 de la Fig. 4. Un resistor 104 establece un voltaje de polarización para la red del tubo i:de electrones 102, que funciona como un regulador de corriente ¡en serie. El tubo de electrones 102- es funcionalmente análogo a iun FET en este circuito. La corriente que fluye del tubo 104 fluye a través de un resistor de derivación 106 para desarrollar jun voltaje a través de tal resistor 106. Este voltaje es alimentado a través de un divisor de voltaje que consiste de los resistores 108 y 110. La red 112a del tubo de control 112 es conectada a la unión de resistores 108 y 110. Se aplica un voltaje de control al otro lado del resistor 108; esto es, en el nodo 86a. La proporción entre el voltaje de resistor - ele derivación 106 y el voltaje de referencia en el nodo 8¡5a i determina el grado de conducción del tubo de control 112, quej a I su vez controla la conducción del tubo de electrones 102. El capacitor 114 establece una constante de tiempo con el resist r 108 para asegurar que el circuito permanezca en construcción hasta el punto de cruce de cero. Al ajustar los valores del I voltaje de referencia en el nodo 86a y los valores del resistir I del divisor de voltaje 108 y 110, diferentes modos ¡de regulación de corriente pueden ser implementados . Como se menciona anteriormente, el voltaje de referencia en el nodo 86a es provisto por el circuito de interfase de salida la Fig. 3A.

El circuito de modulación 94 puede regular fácilmente i el equilibrio de energía entre respectivas fases de salida a ¡ün grado muy alto de una energía promedio a través de las tres fases de salida de CA, por ejemplo, a ' por lo menos aproximadamente 1% de la energía promedio a través de las tres fases de salida de energía de CA. Esto es además de j la I sincronización de las fases de la salida a los devanados 71a del inversor 70 de la Fig. 3A como se describe anteriormente Aunque solamente la fase de entrada de CA 86 de la Fig. 3A ha sido descrita en detalle anteriormente, las fases le entrada de CA 88 y 90 de la Fig. 3A son preferiblemente idénticas a la fase de entrada 86 y asi una descripción detallada de las fases 88 y 90 no es necesaria. Sin embargo, se notará que, en lugar de recibir señales de control del circuito de inferíase de salida 84 en los nodos 88a y 88b, la fase de I entrada 88 recibe señales de control en los nodos 88a. y 88b del * J circuito de inferíase de salida 84 y similarmente, la fase de entrada 90 recibe señales de control en los nodos 90a y 90b del circuito de inferíase de salida 84. 3. Inversor de CD a CD de alto voltaje La Fig. 6 muestra un inversor de CD a CD de alto voltaje 120 con una fase de entrada 122 similar a la fase de entrada 20 de la Fig. 1 y por consiguiente que comparte con jla fase de entrada 120 una numeración común de partes similares.

I El inversor de CD a CD 120 tiene una entrada de CD positiva jen el nodo 124 con respecto a tierra 126. El transformador 128 tiene un devanado primario 130 con una derivación central 130a. Un devanado secundario suministra voltaje de CA a un convertidor de CA a CD, que puede incluir un rectificador jde pleno puente 134 con diodos p-n u otras válvulas de corrienjte unidireccionales 136 interconectadas como se muestra. ¡La i polaridad de salida del rectificador 134 puede ser invertida ¡al invertir las polaridades de los diodos de p-n mostrados. La salida del rectificador de plena onda 134 es filtrada por un circuito de filtro 135 que puede comprender capacitores 136 138 y el inductor 140 interconectado como- se muestra. El rectificador de pleno puente 134 . y filtro 135 proveen conversión de CA a CD. El nodo de salida 142 del circuito ele i filtro 135 provee un voltaje de CD que difiere del voltaje ele CD en el nodo de entrada 124. Otros circuitos para llevar cabo la conversión de CA a CD serán obvios para aquéllos de habilidad ordinaria en el arte en base a la presente revelación.

El inversor de CD a CD 120 de la Fig. 6 puede s(ér modificado para convertirse en un inversor 121, como Le describe posteriormente en la presente y a manera de ejempl'o, usado para entregar energía de HVCD a través de una línea ¡de transmisión de de HVCD 150 a un inversor de CD a CA 156 como se muestra en la Fig. 7. Cuando está conectado así a la línea de transmisión de HVCD 150, puede ser deseable modular la energía provista por el inversor 121 a la red. Por consiguiente, el I circuito de suministro de energía de la Fig. 7 puede ser usado.

En la Fig. 7 la salida 142 del inversor 121 provee energía de CD a la línea de transmisión de HVCD 150 para transmisión a un inversor de CD a CA 156, por ejemplo. Un transductor 154 envía al circuito de- mónitoreo 156 señales concernientes ya sea con la corriente y voltaje en la línea ¡de transmisión de HVCD 150. A su vez, el circuito de monitoreo 156 envía señales concernientes ya sea con uno u otro o ambos de la corriente y el voltaje en la red a una memoria intermedia en la computadora huésped 158. El circuito de interfase de salida lj50 provee señales de control vía la línea 121a y 121b al inversor 121, para provocar que la energía administrada a la red 150 séa estabilizada.

Como se menciona anteriormente, el inversor de CD CD 120 de la Fig. 6 es modificado para convertirse en el inversor 121 de la Fig. 7 para conexión a una línea cié transmisión de HVCD 150. En particular, el inversor 121 podr'ía tener un circuito de entrada de CA como se muestra en la Fig. 4 para la fase de inversor 86 del inversor 70 de la Fig. 3A. La descripción anterior del circuito de modulación 94 de la Fig. 4 en relación con la Fig. 5 se aplicaría con respecto a la regulación de corriente provista al transformador 19. Este proceso de control de salida es directamente análogo a aquel i descrito en relación con las Figuras 4 y 5. Sin embargo, pa!ra el inversor de CD a CD de la Fig. 7, las siguientjes calificaciones adicionales se aplicarían: El voltaje en |la línea de .transmisión de HVCD 150 es monitoreado para contro ar el voltaje en la línea de transmisión; esto contrasta con ¡el monitoreo de la corriente de CA y control de la corriente de JcA cuando son interconectados a una red de distribución de energía I eléctrica de CA (por ejemplo, Fig. 3B) . I Lo anterior describe un inversor de alto voltaje que incluye la función de convertir energía de CD a energía de CA que puede tener un bajo número de partes, exhibe alta conflabilidad y no es peligroso ambientalmente.

En tanto que la invención ha sido descrita con respecto a modalidades específicas a manera de ilustración, Í muchas modificaciones y cambios se le presentarán a aquélljos experimentados en el arte. Por consiguiente, se comprenderá que las reivindicaciones adjuntas pretenden cubrir todas de taljes modificaciones y cambios a medida que caigan dentro del verdadero alcance y espíritu de la invención.

I

Claims (1)

1. i 21 : ¦ REIVINDICACIONES , 1. Un inversor de alto voltaje para convertir energía de triodo, tetrodo o pentodo; ¡ ii) un devanado primario del transformador que tiene un primer extremo, un segundo extremo y una derivación central; iii) la derivación central es conectada a µ? potencial de CD en exceso de 20 KV; | i iv) el primer tubo de electrones es conectado jen serie entre el primer extremo del devanado primario y tierra¡ y el segundo tubo de electrones es conectado en serie entre ¡el segundo extremo del devanado primario y tierra y ' v) el estado de conducción de cada tubo de electron'es i es controlado para convertir de energía de CD a un potencial 'en exceso de 20 KV a energía de CA vía el devanado primario del transformador. Los primeros y segundos tubos de electrones conducen alternativamente, para traer alternativamente iel primer extremo del devanado primario a aproximadamente !el potencial de tierra y luego traer el segundo extremo del I devanado primario a aproximadamente el potencial de tierra; b) para cada devanado primario de fase de entrada de CA, un respectivo devanado secundario de una fase de salida de CA asociada acoplada al mismo; cada devanado primario devanado secundario deseado forma un transformador ele multifase; · . c) medios para ajusfar la corriente en cada fase individual, que comprende: i) medios para determinar el voltaje, corriente ángulo de fase en cada fase de salida de CA y . ii) medios de control de corriente, sensibles a los medios para determinar, para controlar el nivel de corriente de cada fase de salida de manera variable continuamente; los medios de control de corriente incluyen un tercer tubo de electrones controlable de emisión de campo de cátodo frió conectado en serie "entre el primer tubo de electrones y el devanado primario y un cuarto tubo de electrones controlable de emisión de campo de cátodo frío conectado en serie entre !el segundo tubo de electrones y el devanado primario. 2. El inversor de conformidad con la' reivindicación 1, caracterizado porque: a) el- inversor incluye medios para conectar las fases de salida de CA a una red de distribución de energía eléctrica que tiene una pluralidad de generadores de energía ' y una pluralidad de subestaciones para distribuir energía a usuari!os paralelo con el primero, segundo, · tercero o cuarto tubo de electrones de cátodo frío. 5. El inversor de conformidad con la reivindicacijón I 12, caracterizado porque los devanados primario y secundario del transformador están configurados para producir un voltaje en los devanados secundarios de por lo menos 10 KV. 6. Un inversor de CD a CD de alto voltaje con contr l de corriente de salida, caracterizado porque comprende: a) un circuito de fase de entrada de CA qjue comprende : | · i) primeros y segundos tubos de electrones i controlables de emisión de campo de cátodo frío de estructura de triodo, tetrodo o pentodo; j i ii) un devanado primario de transformador que tiene un primer extremo, un segundo extremo y una derivación central; iii) la derivación central es conectada a ¡un I potencial de CD en exceso de 20 KV; iv) el primer tubo de electrones es conectado en serie entre el primer extremo del devanado primario y tierra y el segundo tubo de electrones es conectado en serie entre el segundo extremo del devanado primario y tierra y v) el estado de conducción de cada tubo de electrón1es es controlado para convertir de energía de CD a un potencial en exceso de 20 KV a energía de CA vía el devanado primario del transformador; los primeros y segundos tubos de electrones conducen alternativamente para traer alternativamente el primer ¡ extremo del devanado primario a aproximadamente el potencial ¡de tierra y luego traer el segundo extremo' del devanado primario' a aproximadamente el potencial de tierra; b) una fase de CA de salida que incluye un devanado secundario del transformador acoplado al devanado primario del transformador; c) un rectificador de CA a CD para convertir jel voltaje de salida del devanado secundario del transformador! a un voltaje de CD alto de salida en exceso de 50 KV; j d) medios para regular la energía de salida djel inversor de CD a CD que es suministrada a la línea de transmisión de HVCD a un grado de por lo menos aproximadamente 1% de un nivel de energía promedio; los medios para regul;ar a) cada uno de los primeros, segundos, terceros cuartos tubos de electrones de emisión de campo de cátodo frío tienen primeros y segundos electrodos portadores de corriente principales y b) el inversor está libre de cualesquier otros tubbs de electrones de emisión de campo de cátodo frío conectados en ¡ paralelo con el primero, segundo, tercero o cuarto tubos de electrones de cátodo frío.